有些蜂鸟的鸣叫声高到只有狗才能听见

颠覆我们对鸟类听觉的认知。
Green hummingbird hovers next to purple flowers with green background.
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一些蜂鸟发出的音调如此之高,以至于进入了超声波范围——这些音调即使是天赋最出众的女高音也难以企及。这一行为令科学家们困惑不解。根据我们对鸟类的所有了解,蜂鸟不应该能够听到它们所唱出的如此高的音调。

今年 3月9月,两组不同的研究人员在《当代生物学》期刊上发表了关于五种不同蜂鸟发出高亢鸣叫的观察报告。

首先,俄勒冈健康与科学大学的神经生物学家Claudio Mello发表了他关于在巴西大西洋森林中黑雅各宾蜂鸟发出非常高音调的报告。随后,佐治亚州立大学的博士候选人Fernanda Duque在花了两个夏天追踪厄瓜多尔草原和云雾林中的四种不同的女高音蜂鸟后,发表了她的观察结果。

“起初我们没有意识到(声音)是来自蜂鸟,” Mello说。“听起来更像是蟋蟀或某种昆虫……甚至有些树蛙。”

与人类相比,鸟类的听觉范围相当有限。平均而言,人类的听力范围约为20赫兹到20,000赫兹(20千赫)。频率越高,波长越短,产生的音调越高。鸟类只能听到100赫兹到8,000赫兹(8千赫)的范围。超过20千赫就进入了“超声波”区域,这是狗和猫能听到的(高达40千赫)。随着波长的进一步减小,它们甚至可以帮助我们窥视人体内部(声纳设备工作在 2至18兆赫 的频谱)。

Mello研究的黑雅各宾蜂鸟的鸣叫几乎全部在10千赫到14千赫之间,其泛音高达80千赫。在Duque的研究中,她发现厄瓜多尔山雀(Ecuadorian Hillstar)的鸣叫约为13千赫,羽冠蜂鸟(Buff-tailed coronet)约为9千赫,而斑纹蜂鸟(Speckled Hummingbird)和紫尾蜂鸟(Violet-tailed Sylph)约为11千赫。尽管他们不确定具体如何做到,Mello和Duque认为这些鸟类可以利用这些鸣叫进行相互交流。

一方面,蜂鸟必须从彼此那里学习它们的叫声。Mello说,要学会发出某种特定的声音,你必须能够听到它。因此,合乎逻辑的是,这些蜂鸟能够听到这些高亢的音调,并能将它们传授给其他年轻的鸟类。

Mello说,蜂鸟实际发出这些声音的时间也表明它们能够听到它们。蜂鸟似乎在 领地争夺 时,当其他鸟类侵犯其觅食领地时,或在向异性成员宣示自己的位置时,利用它们进行交流。

“这些鸟类经常在近距离互动中使用这些叫声,更多是在领地环境中,” Mello解释道。

如果这些鸟能够听到彼此的声音,那么它们采用如此高的音调可能是为了在嘈杂的栖息环境中真正地听到对方。例如,Duque记录的三个物种生活在厄瓜多尔的云雾林中,这是一个充满呱呱叫的青蛙、嗡嗡作响的昆虫和鸣叫的鸟类的栖息地,更不用说奔腾的河流、瀑布和风中摇曳的树叶了。

“动物为了克服这些障碍,它们会改变声音的频率并调整其发声频率,以便不与其他动物”或环境声音产生竞争,” Duque说。

“很难想象这些鸟会在它们听不到的频率范围内发声,所以它们的听觉系统似乎经过了调整,以便能够使用这些频率,”加州大学伯克利分校的进化生物学家Jim McGuire写信给《大众科学》,他曾广泛研究蜂鸟的进化,并未参与这项新研究。

但是,如果这些鸟能够听到这些声音,科学家们并不确定它们究竟是如何做到的。

问题的一部分可能根本不在于这些鸟类的听觉能力,而在于我们研究它们听觉的能力。加州大学河滨分校研究蜂鸟飞行力学和非声音的生物学家Christopher Clark说,研究小型动物比大型动物更困难。这个过程包括在这些鸟类微小的脑部植入电极,或者花费数周时间训练它们在听到声音时执行特定动作。

蓝喉蜂鸟(Blue-throated Hummingbirds)可以发出高达30千赫的超声波范围内的声音。但是,当研究人员在这些微小鸟类的脑部植入电极以测量它们的听力范围时,他们发现雄性和雌性对高于7千赫的声音都没有反应。

但另一项研究发现,卡利奥普蜂鸟(Calliope Hummingbirds)和鲁夫斯蜂鸟(Rufous Hummingbirds)对翅膀发出的高达10千赫的声音有反应。这虽然不像某些已记录的蜂鸟叫声那么高,但却突破了正常鸟类听力范围的界限。

蜂鸟已经是令人惊叹的小家伙了——它们可以在空中悬停,向后飞行,并且靠糖水和昆虫生存。我们可能很快就能正式将超声波交流添加到它们令人难以置信的能力列表中了。

 

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